JP2000277652A - Semiconductor package - Google Patents
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- Printing Elements For Providing Electric Connections Between Printed Circuits (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体パッケージの
構造に係わり、更に詳しくは高密度配線回路基板に実装
された半導体パッケージの構造に関するものである。The present invention relates to the structure of a semiconductor package, and more particularly to the structure of a semiconductor package mounted on a high-density wiring circuit board.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、電子デバイスを高密度に実装する
ための回路基板は、回路基板の配線密度の限界により、
多層化されてきた。さらに、高密度配線と多層化を実現
するため、ビルドアップ基板が開発されている。一方、
半導体パッケージの小型化、高密度化のために開発され
たプラスティックボールグリッドアレー(以下、「PB
GA」と略す)に使われる回路基板は、ICチップのボ
ンディングの狭ピッチ化に伴い、回路基板の配線密度を
上げることで対応してきた。2. Description of the Related Art In recent years, a circuit board for mounting electronic devices at a high density has been limited due to the limit of the wiring density of the circuit board.
It has been multilayered. Further, build-up substrates have been developed to realize high-density wiring and multilayering. on the other hand,
A plastic ball grid array (hereinafter referred to as “PB”) has been developed to reduce the size and density of semiconductor packages.
The circuit board used for "GA" has been responded to by increasing the wiring density of the circuit board as the pitch of IC chip bonding is reduced.
【0003】図5は、従来のPBGA用基板の製造法を
示す基板の断面図である。図5(a)の基板は、PBG
AのICチップを載せる部材を示している。基材2の両
面に銅箔3がラミネートされ、基板1ができている。FIG. 5 is a cross-sectional view of a substrate showing a method of manufacturing a conventional PBGA substrate. The substrate shown in FIG.
3A shows a member for mounting the IC chip of FIG. The copper foil 3 is laminated on both sides of the base material 2 to complete the substrate 1.
【0004】図5(b)に示す穴明工程は、基板1にN
Cドリラーにより、スルーホール4が空けられる。In the drilling step shown in FIG.
Through holes 4 are opened by the C driller.
【0005】図5(c)にEL+1st銅メッキ工程
は、スルーホール4に無電解銅メッキにより基板1の上
面と下面を電気接続し、電気銅メッキにより銅を厚付
し、接続信頼性のある銅5を形成する。In the EL + 1st copper plating step shown in FIG. 5C, the upper surface and the lower surface of the substrate 1 are electrically connected to the through holes 4 by electroless copper plating, and the copper is thickened by electric copper plating to provide connection reliability. Copper 5 is formed.
【0006】図5(d)に示すパターン形成工程は、銅
上に感光性ドライフィルム(以下、「DF」と略す)を
ラミネートし、さらにこのDFを露光、現像し、銅を塩
化第2銅エッチング液でエッチングし、残ったDFを剥
離することで、銅パターン7が完成する。この時、銅は
銅箔3と銅5のあわせた厚みをエッチングされ銅パター
ン7が形成される。そのため、銅の厚みが厚いため、細
密パターンを形成することができない。In the pattern forming step shown in FIG. 5D, a photosensitive dry film (hereinafter abbreviated as "DF") is laminated on copper, and the DF is exposed and developed, and the copper is cupric chloride. The copper pattern 7 is completed by etching with an etchant and removing the remaining DF. At this time, the copper is etched by the combined thickness of the copper foil 3 and the copper 5 to form the copper pattern 7. Therefore, since the thickness of copper is large, a fine pattern cannot be formed.
【0007】図5(e)に示すレジスト形成工程は、銅
パターン7のICとのボンディング部と外部接続端子部
を除き、ソルダーレジスト9で被覆する。In the resist forming step shown in FIG. 5E, the copper pattern 7 is covered with a solder resist 9 except for a bonding portion of the copper pattern 7 with the IC and an external connection terminal portion.
【0008】図5(f)に示すNi+Auメッキ工程
は、銅パターン7のボンディング部と外部接続端子をメ
ッキで、Ni+Au8を析出させる。In the Ni + Au plating step shown in FIG. 5F, Ni + Au8 is deposited by plating the bonding portion of the copper pattern 7 and the external connection terminal.
【0009】図5(g)に示すフレーム形成工程は、完
成した回路基板を回路基板製造サイズよりパッケージ製
造サイズ切断し、フレーム10を形成する。In the frame forming step shown in FIG. 5 (g), the completed circuit board is cut into a package manufacturing size from a circuit board manufacturing size to form a frame 10.
【0010】図6は、他の従来のPBGA用基板の製造
法を示す基板の断面図である。銅メッキ後、先にスルー
ホールを熱硬化樹脂で穴埋めし、エッチングされる銅を
薄くすることで細密パターンを形成する考え方である。
図6(a)の基板、図6(b)の穴明工程および図6
(c)のEL+1st銅メッキ工程は、図5に示す工程
と同じ為、説明は省略する。図6(d)に示す熱硬化樹
脂穴埋め工程は、スクリーン印刷法で熱硬化樹脂11を
スルーホール4の内部に穴埋めし、熱硬化樹脂11を熱
硬化する。FIG. 6 is a sectional view of a substrate showing another conventional method for manufacturing a PBGA substrate. After copper plating, the through hole is filled with a thermosetting resin first, and the copper to be etched is thinned to form a fine pattern.
6A, the drilling step of FIG. 6B and FIG.
The EL + 1st copper plating step (c) is the same as the step shown in FIG. In the thermosetting resin filling step shown in FIG. 6D, the thermosetting resin 11 is filled in the through holes 4 by screen printing, and the thermosetting resin 11 is thermoset.
【0011】図6(e)に示す突起平坦化工程は、スル
ーホール4より突出した熱硬化樹脂の凸部12を研磨し
て、削り落とす。In the projection flattening step shown in FIG. 6E, the protrusions 12 of the thermosetting resin projecting from the through holes 4 are polished and shaved off.
【0012】図6(f)に示すパターン形成工程、図6
(g)に示すレジスト形成工程、図6(h)に示すNi
+Auメッキ工程および図6(i)に示すフレーム形成
工程は、図5に示す工程と同じ為、説明は省略する。The pattern forming step shown in FIG.
6G, the resist forming step shown in FIG.
The + Au plating step and the frame forming step shown in FIG. 6I are the same as the steps shown in FIG.
【0013】図7に図6(d)、図6(e)に示した熱
硬化樹脂の穴埋め後と研磨後の拡大断面図を示す。図7
(a)は、熱硬化樹脂11をスルーホール4に穴埋めし
た状態を示す。スクリーン印刷法で穴埋めされた熱硬化
樹脂は、穴埋め量のコントロールが難しいため、熱硬化
樹脂がスルーホール4から飛び出し、凸部12を作った
り、スルーホール4内に凹部13を作っている。この凸
部12、凹部13は基板1の片面に混在している。FIG. 7 is an enlarged sectional view of the thermosetting resin shown in FIGS. 6 (d) and 6 (e) after filling and polishing. FIG.
(A) shows a state where the thermosetting resin 11 is filled in the through holes 4. Since it is difficult to control the filling amount of the thermosetting resin filled by the screen printing method, the thermosetting resin jumps out of the through hole 4 to form the convex portion 12 or the concave portion 13 in the through hole 4. The convex portions 12 and the concave portions 13 are mixed on one surface of the substrate 1.
【0014】図7(b)に熱硬化樹脂の凸部12を研磨
し、平坦化した後の状態を示す。凹部12に対応したス
ルーホールのショルダー部16は、熱硬化樹脂11が薄
いため、他のスルーホール4にある凸部12を研磨する
とき、同時にショルダー部16の銅5まで削られ、断線
する問題があるため、銅5を薄く削ることはできない。
そのため、銅の厚みが厚いため、細密パターンを形成す
ることができない。FIG. 7B shows a state after the protrusions 12 of the thermosetting resin are polished and flattened. Since the thermosetting resin 11 is thin, the shoulder portion 16 of the through-hole corresponding to the concave portion 12 is polished to the copper 5 of the shoulder portion 16 when polishing the convex portion 12 in the other through-hole 4 and is disconnected. Therefore, the copper 5 cannot be thinned.
Therefore, since the thickness of copper is large, a fine pattern cannot be formed.
【0015】[0015]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た回路基板を使った半導体パッケージの構造には次のよ
うな問題点がある。即ち、パターン化する銅の厚みが厚
いため、細密パターンが形成できなかった。そのため、
ICチップの多ピン化に際しては、回路基板が大きくな
り、コストが安くできなかった。また、回路基板を小さ
くして、半導体パッケージを小型化することができなか
った。However, the structure of the semiconductor package using the above-described circuit board has the following problems. That is, a fine pattern could not be formed because the thickness of copper to be patterned was large. for that reason,
When increasing the number of pins of an IC chip, the circuit board becomes large and the cost cannot be reduced. In addition, it has not been possible to reduce the size of the circuit board and the size of the semiconductor package.
【0016】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、回路基板上にICチップを搭
載する半導体パッケージにおいて、低コスト、小型化の
半導体パッケージを提供するものである。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a low-cost and small-sized semiconductor package in which an IC chip is mounted on a circuit board. .
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、一方の面と反対側の面をスルーホールで電気接続す
る回路基板上にICチップを実装する半導体パッケージ
において、前記スルーホールは、樹脂により充填されて
いるとともに、前記スルーホールから露出した前記樹脂
の表面は、前記回路基板に形成された銅パターン面とほ
ぼ同じであることを特徴とするものである。In order to achieve the above object, in a semiconductor package in which an IC chip is mounted on a circuit board that electrically connects a surface opposite to one surface with a through hole, the through hole includes: The resin is filled with the resin and the surface of the resin exposed from the through hole is substantially the same as the copper pattern surface formed on the circuit board.
【0018】また、前記スルーホールの側面と前記樹脂
は、ほぼ隙間のないことを特徴とするものである。Further, there is substantially no gap between the side surface of the through hole and the resin.
【0019】また、前記樹脂の線膨張係数は、回路基板
のZ軸方向の線膨張係数とほぼ同じこと特徴とするもの
である。The linear expansion coefficient of the resin is substantially the same as the linear expansion coefficient of the circuit board in the Z-axis direction.
【0020】また、前記樹脂は、有機樹脂であることを
特徴とするものである。Further, the resin is an organic resin.
【0021】また、前記有機樹脂は、UV硬化型樹脂で
あることを特徴とするものである。Further, the organic resin is a UV-curable resin.
【0022】また、前記樹脂は、導電性樹脂であること
を特徴とするものである。Further, the resin is a conductive resin.
【0023】また、前記導電性樹脂は、銀ペースト樹脂
であることを特徴とするものである。Further, the conductive resin is a silver paste resin.
【0024】また、前記導電性樹脂は、銅ペースト樹脂
であることを特徴とするものである。Further, the conductive resin is a copper paste resin.
【0025】また、前記銅パターンの厚みは、前記スル
ーホールに付着した銅の厚みとほぼ同じであることを特
徴とするものである。Further, the thickness of the copper pattern is substantially the same as the thickness of copper adhered to the through hole.
【0026】また、前記銅パターンは、前記スルーホー
ルに付着した銅より覆われていることを特徴とするもの
である。Further, the copper pattern is covered with copper adhered to the through hole.
【0027】また、前記銅パターンの表面は、金属で覆
われていることを特徴とするものである。Further, the surface of the copper pattern is covered with a metal.
【0028】また、前記金属は、ニッケルであることを
特徴とするものである。Further, the metal is nickel.
【0029】また、前記回路基板は、ビルドアップ基板
のコア基板であることを特徴とするものである。Further, the circuit board is a core board of a build-up board.
【0030】[0030]
【発明の実施の形態】以下図面に基づいて本発明におけ
る半導体パッケージの構造について説明する。図1は本
発明の半導体パッケージの回路基板の製造工程を示す基
板の断面図である。図2は本発明の実施の形態で、半導
体パッケージの回路基板のスルーホール部を拡大した断
面図である。図3は本発明の他の実施の形態で、半導体
パッケージのビルドアップ基板のコア材に本発明の回路
基板を使ったものの断面図である。図4は本発明の半導
体パッケージの製造工程を示した断面図である。従来技
術と同一部材は同一符号で示す。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The structure of a semiconductor package according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a substrate showing a process of manufacturing a circuit substrate of a semiconductor package according to the present invention. FIG. 2 is an enlarged sectional view of a through hole portion of a circuit board of a semiconductor package according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a sectional view of another embodiment of the present invention, in which a circuit board of the present invention is used as a core material of a build-up board of a semiconductor package. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor package of the present invention. The same members as those in the prior art are denoted by the same reference numerals.
【0031】図1は、本発明の半導体パッケージの回路
基板の製造工程を示す。図1(a)、図1(b)、図1
(c)は、従来技術と同じであるため、説明を省略す
る。図1(d)に示すUV硬化型樹脂穴埋め工程は、ス
ルーホール4にUV硬化型樹脂6を印刷法で穴埋めす
る。この時、基板1の両面に凸部12が形成される。FIG. 1 shows a process of manufacturing a circuit board of a semiconductor package according to the present invention. 1 (a), 1 (b), 1
(C) is the same as the prior art, and thus the description is omitted. In the UV-curable resin filling step shown in FIG. 1D, the UV-curable resin 6 is filled in the through holes 4 by a printing method. At this time, the protrusions 12 are formed on both surfaces of the substrate 1.
【0032】なお、本発明に使用されるUV硬化型樹脂
は、例えばエポキシアクリレート樹脂である。The UV-curable resin used in the present invention is, for example, an epoxy acrylate resin.
【0033】図1(e)に示すUV硬化型樹脂の仮硬化
工程は、穴埋めされたUV硬化型樹脂6をUVで露光
し、硬化させるが、後工程でUV硬化型樹脂の凸部12
を平坦に削りやすくするため、UV硬化型樹脂6を仮硬
化させた状態で硬化を一旦止める。In the temporary curing step of the UV-curable resin shown in FIG. 1E, the filled-in UV-curable resin 6 is exposed and cured by UV.
In order to make the UV-curable resin 6 easier to flatten, the curing is temporarily stopped while the UV-curable resin 6 is temporarily cured.
【0034】図1(f)に示す突起平坦化工程は、UV
硬化型樹脂6の凸部12を削ることで平坦化すると同時
に、銅5も同時に均等に削ることで、銅の厚みを均等に
薄くする。この時の銅の厚みは、スルーホール4内の銅
の厚みとほぼ同じにすることで、スルーホール4の電気
接続の信頼性を確保することが可能である。The projection flattening step shown in FIG.
At the same time as the protrusions 12 of the curable resin 6 are flattened by shaving, the copper 5 is also shaved at the same time, so that the thickness of the copper is reduced uniformly. By making the thickness of the copper at this time substantially the same as the thickness of the copper in the through hole 4, it is possible to secure the reliability of the electrical connection of the through hole 4.
【0035】図1(g)に示すUV硬化型樹脂本硬化工
程は、削り終わり残ったUV硬化型樹脂を加熱し、本硬
化させる。In the UV-curable resin main curing step shown in FIG. 1 (g), the remaining UV-curable resin is completely cured by heating.
【0036】図1(h)に示すパターン形成工程は、薄
くなった銅上にDFをラミネート、露光、銅エッチング
およびDF剥離をすることで、銅パターン7を形成す
る。銅厚が薄いため、高密度な配線が形成できる。In the pattern forming step shown in FIG. 1 (h), a copper pattern 7 is formed by laminating DF on thinned copper, exposing, etching, and stripping DF. Since the copper thickness is small, high-density wiring can be formed.
【0037】図1(i)に示すNi+Auメッキ工程
は、銅パターン上にICとのボンディングに必要なNi
+Au8をメッキで覆う。In the Ni + Au plating step shown in FIG. 1 (i), Ni plating necessary for bonding to the IC is performed on the copper pattern.
Cover + Au8 with plating.
【0038】なお、本明細書中に使用される用語「Ni
+Auメッキ工程」とは、Niメッキを施した後に、A
uでさらにメッキを行う工程をいう。The term “Ni” used in this specification
+ Au plating step ”means that after Ni plating, A
u refers to the step of further plating.
【0039】図1(j)に示すレジスト形成工程は、I
Cとのボンディング部と外部接続端子部を露出するよう
にソルダーレジスト9を形成する。銅パターン7の厚み
が薄いため、高信頼性が要求される半導体パッケージ用
回路基板の場合、銅パターン7全体にNi+Au8を覆
ったが、信頼性の要求が低い場合、レジスト形成工程を
Ni+Auメッキ工程の前にすることも可能である。The resist forming step shown in FIG.
A solder resist 9 is formed so as to expose a bonding portion with C and an external connection terminal portion. In the case of a circuit board for a semiconductor package requiring high reliability because the thickness of the copper pattern 7 is small, the entire copper pattern 7 is covered with Ni + Au8. It is also possible to put before.
【0040】図1(k)に示すフレーム形成工程は、完
成した回路基板を回路基板製造サイズよりパッケージ製
造サイズに切断し、フレーム10を形成する。In the frame forming step shown in FIG. 1 (k), the completed circuit board is cut into a package manufacturing size from a circuit board manufacturing size to form a frame 10.
【0041】図2は本発明の半導体パッケージ用回路基
板のスルーホール部のUV硬化型樹脂の穴埋めと研磨と
の工程を示す拡大断面図である。図2(a)は、UV硬
化型樹脂仮硬化後の拡大図である。UV硬化型樹脂6
は、スルーホール4よりはみ出し、銅5上に凸部12を
形成している。半導体パッケージ用回路基板に使われる
ガラス布有機基板は、X軸方向とY軸方向との線膨張係
数が約14PPM/CM、Z軸方向の線膨張係数が約6
0PPM/CMであり、線膨張係数に差が有る。UV硬
化型樹脂は、スルーホール内に穴埋めされているため、
UV硬化型樹脂の線膨張係数をガラス布有機基板のZ軸
方向の線膨張係数に合わせることで、信頼性のある回路
基板となる。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing steps of filling and polishing of a UV curable resin in a through-hole portion of a circuit board for a semiconductor package according to the present invention. FIG. 2A is an enlarged view after the UV curable resin is temporarily cured. UV curable resin 6
Protrudes from the through-hole 4 and forms a projection 12 on the copper 5. A glass cloth organic substrate used for a circuit board for a semiconductor package has a linear expansion coefficient of about 14 PPM / CM in the X-axis direction and the Y-axis direction and a linear expansion coefficient of about 6 in the Z-axis direction.
0 PPM / CM, with a difference in linear expansion coefficient. Because UV curing resin is filled in the through hole,
By matching the linear expansion coefficient of the UV-curable resin with the linear expansion coefficient of the glass cloth organic substrate in the Z-axis direction, a reliable circuit board can be obtained.
【0042】図2(b)は、UV硬化型樹脂研磨後の基
板の拡大断面図である。UV硬化型樹脂6は凸部12が
削られスルーホール4上はフラットとなると同時に、基
材2上の銅5中の電解銅15が均等に削られ、スルーホ
ール4の無電解銅14と電解銅15とをあわせた側面の
銅厚とほぼ同じになっている。UV硬化型樹脂6が半硬
化のまま、スルーホールよりはみ出した状態より削り出
しているため、スルーホール4のショルダー部の銅の削
り込みはなく、銅5とUV硬化型樹脂6の削り面は同一
で、フラットな状態を保っている。また、銅5がスルー
ホール4及び銅箔3を覆っているため、銅5と銅箔3の
界面が、露出しないため、良好な電気接続の信頼性を確
保できる。FIG. 2B is an enlarged cross-sectional view of the substrate after polishing the UV curable resin. The UV curable resin 6 has the convex portion 12 cut off and the through hole 4 becomes flat, and at the same time, the electrolytic copper 15 in the copper 5 on the base material 2 is evenly cut, and the electroless copper 14 in the through hole 4 It is almost the same as the copper thickness of the side surface including the copper 15. Since the UV-curable resin 6 is semi-cured and shaved from the portion protruding from the through-hole, there is no shaving of the copper in the shoulder portion of the through-hole 4 and the shaved surfaces of the copper 5 and the UV-curable resin 6 It remains the same and flat. In addition, since the copper 5 covers the through hole 4 and the copper foil 3, the interface between the copper 5 and the copper foil 3 is not exposed, so that good electrical connection reliability can be secured.
【0043】本発明の基板構造により実際に銅パターン
に形成された配線密度を表1に示す。Table 1 shows the wiring density actually formed on the copper pattern by the substrate structure of the present invention.
【0044】[0044]
【表1】 [Table 1]
【0045】本発明および従来技術の、基材の銅箔は1
2ミクロンであり、無電解銅と電解銅とを15ミクロン
付けることで、トータル27ミクロンの銅厚となってい
る。その後、本発明ではUV硬化型樹脂と銅とを削るこ
とで、銅の厚みは、15ミクロン程度まで薄くなってい
る。一方、従来技術では、銅をほとんど削ることができ
ないため、25ミクロン程度の厚みとなっている。この
厚みの違いのため、パターン形成に同じプロセスを使う
ことで、本発明は40ミクロンパターンに40ミクロン
スペースの配線が形成できた。一方従来技術では、57
ミクロンパターンに57ミクロンスペースの配線が形成
できた。このことは、1.27ミリグリッドに0.45
ミリランドパターンに対し、従来技術は6本のパターン
が形成できるが、本発明では、9本のパターンが形成で
き、約1.5倍のパターン密度が可能となることを示し
ている。本説明では、穴埋め樹脂にUV硬化型樹脂を例
に取り説明したが、穴埋め樹脂に銀ペースト、銅ペース
ト等の導電性樹脂を使うことで、基板上下の電気接続の
一部を導電性樹脂が補うことにより、スルーホール径を
小さくすることができるため、さらに効果を増すことが
できる。The copper foil of the base material of the present invention and the prior art is 1
The thickness is 2 microns, and a total thickness of 27 microns is obtained by adding 15 microns of electroless copper and electrolytic copper. Thereafter, in the present invention, the thickness of the copper is reduced to about 15 microns by shaving the UV-curable resin and the copper. On the other hand, in the prior art, since copper can hardly be removed, the thickness is about 25 microns. Due to this difference in thickness, by using the same process for pattern formation, the present invention was able to form a wiring of 40 micron space in a 40 micron pattern. On the other hand, in the prior art, 57
A wiring having a space of 57 microns was formed in a micron pattern. This translates to a 0.45
While the conventional technology can form six patterns with respect to the milliland pattern, the present invention shows that nine patterns can be formed and a pattern density of about 1.5 times is possible. In this description, a UV-curable resin is used as an example of the filling resin. However, by using a conductive resin such as a silver paste or a copper paste for the filling resin, a portion of the electrical connection above and below the substrate can be performed by the conductive resin. By making up, the diameter of the through hole can be reduced, so that the effect can be further increased.
【0046】図3は、本発明の基板構造をビルドアップ
基板のコア材に適用した時のビルドアップ基板の断面図
である。この例では、コア基板17は、4層板であり、
コア基板17に内層パターン19がある。コア基板17
のスルーホール4内には、UV硬化型樹脂6が充填さ
れ、細密パターンが形成できるように銅5とUV硬化型
樹脂6とが均一かつ薄く削られ、銅パターン7が形成さ
れている。このコア基板17の上に内層絶縁膜21とビ
アホール20を介して、ビルドアップパターン22が形
成し、ソルダーレジスト9により表面を覆うことでビル
ドアップ部18を形成している。従来のコア基板の表面
の銅の厚みは厚いため、細密パターンが形成できず、ビ
ルドアップ部のパターンを多層化する必要が有ったが、
本発明の基板構造でビルドアップパターンを細密化する
ことで、多層化する層数を減らすことができる。FIG. 3 is a sectional view of a build-up substrate when the substrate structure of the present invention is applied to a core material of the build-up substrate. In this example, the core substrate 17 is a four-layer plate,
The core substrate 17 has an inner layer pattern 19. Core substrate 17
The through hole 4 is filled with a UV curable resin 6, and the copper 5 and the UV curable resin 6 are uniformly and thinly shaved so that a fine pattern can be formed, and a copper pattern 7 is formed. A build-up pattern 22 is formed on the core substrate 17 via an inner insulating film 21 and a via hole 20, and a build-up portion 18 is formed by covering the surface with a solder resist 9. Because the thickness of copper on the surface of the conventional core substrate is large, a fine pattern cannot be formed, and it is necessary to multiply the pattern of the build-up part,
By reducing the build-up pattern in the substrate structure of the present invention, the number of layers to be multilayered can be reduced.
【0047】図4は、本発明の半導体パッケージ製造工
程を示した断面図である。図4(a)に示すフレーム基
板は、図1で示した基板製造工程で完成した半導体パッ
ケージ用フレーム基板である。FIG. 4 is a sectional view showing a semiconductor package manufacturing process of the present invention. The frame substrate shown in FIG. 4A is a semiconductor package frame substrate completed in the substrate manufacturing process shown in FIG.
【0048】図4(b)に示すダイボンド工程は、IC
24をダイボンド材23によりフレーム10上に固定す
る。The die bonding step shown in FIG.
24 is fixed on the frame 10 by the die bonding material 23.
【0049】図4(c)に示すワイヤーボンディング工
程は、IC24上のパッドとフレーム10上のボンディ
ングパターンをワイヤー25により電気接続する。高配
線密度配線の半導体パッケージ用回路基板を使っている
ため、ボンディングパターンのピッチも小さくなってい
る。In the wire bonding step shown in FIG. 4C, the pads on the IC 24 and the bonding patterns on the frame 10 are electrically connected by wires 25. Since a circuit board for a semiconductor package having high wiring density wiring is used, the pitch of the bonding pattern is also reduced.
【0050】図4(d)に示す封止工程は、IC24の
信頼性を確保するため、封止樹脂26によりIC24を
覆う。In the sealing step shown in FIG. 4D, the IC 24 is covered with the sealing resin 26 in order to secure the reliability of the IC 24.
【0051】図4(e)に示すボール付け工程は、外部
端子となる半田ボール27をフレーム10の外部端子パ
ッド上に半田ボールを載せ、リフローすることで形成す
る。In the ball attaching step shown in FIG. 4E, a solder ball 27 serving as an external terminal is formed by placing the solder ball on an external terminal pad of the frame 10 and performing reflow.
【0052】図4(f)に示す単個化工程は、フレーム
10に形成された半導体パッケージを個片に切断するこ
とで、半導体パッケージ28を形成する。上記半導体パ
ッケージは、PBGAを例にしたが、外部端子が突起電
極である必要はなく、ランドグリッドアレイの様な平面
外部端子、プラスティックリードレスチップキャリアー
の様なスルーホール外部端子であっても問題はない。ま
た、マルチチップパッケージであっても問題がないこと
は言うまでもない。In the singulation step shown in FIG. 4F, the semiconductor package 28 is formed by cutting the semiconductor package formed on the frame 10 into individual pieces. Although the above-mentioned semiconductor package is exemplified by a PBGA, the external terminals do not need to be protruding electrodes, and there is no problem if the external terminals are planar external terminals such as a land grid array or through-hole external terminals such as a plastic leadless chip carrier. There is no. Needless to say, there is no problem even with a multi-chip package.
【0053】本発明の半導体パッケージをPBGAに適
用したときの、パッケージの設計例を表2に示す。Table 2 shows an example of package design when the semiconductor package of the present invention is applied to a PBGA.
【0054】[0054]
【表2】 [Table 2]
【0055】従来、2層基板を使った326ピンPBG
Aパッケージは、外部端子が1.27ミリピッチで27
ミリ角の大きさであったが、本発明の半導体パッケージ
では外部端子が1.0ミリでありパッケージサイズは2
1ミリ角となり、パッケージサイズを約40%小さくす
ることができた。また、4層基板を使った456ピンP
BGAパッケージは、外部端子が1.27ミリピッチで
35ミリ角の大きさであったが、本発明の半導体パッケ
ージでは外部端子が1.0ミリ、パッケージサイズは2
9ミリ角となり、パッケージサイズを約30%小さくす
ることができた。Conventionally, a 326-pin PBG using a two-layer substrate
The A package has 27 external terminals at 1.27 mm pitch.
Although the size was a millimeter square, the external terminals of the semiconductor package of the present invention were 1.0 mm and the package size was 2 mm.
The size was 1 mm square, and the package size could be reduced by about 40%. 456-pin P using a 4-layer board
The BGA package has external terminals of 1.27 mm pitch and a size of 35 mm square, whereas the semiconductor package of the present invention has external terminals of 1.0 mm and a package size of 2 mm.
It was 9 mm square, and the package size could be reduced by about 30%.
【0056】[0056]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の構造の半
導体パッケージは、パッケージサイズを小さくすること
が出来、低コストの半導体パッケージを提供することが
できる。As described above, the semiconductor package having the structure of the present invention can be reduced in package size and can provide a low-cost semiconductor package.
【0057】また、スルーホールの側面と穴埋め樹脂の
間にほぼ隙間がないことで、高密度のパッケージ基板を
提供できるため、小さな半導体パッケージを安価に作る
ことができる。Since there is almost no gap between the side surface of the through hole and the filling resin, a high-density package substrate can be provided, and a small semiconductor package can be manufactured at low cost.
【0058】また、樹脂の線膨張係数が、回路基板のZ
軸方向の線膨張係数とほぼ同じことで、信頼性のある半
導体パッケージを提供できる。The coefficient of linear expansion of the resin is
With a coefficient of linear expansion approximately equal to the axial direction, a reliable semiconductor package can be provided.
【0059】また、樹脂が有機樹脂であることで、安価
な材料を使うことが可能となる。Further, since the resin is an organic resin, an inexpensive material can be used.
【0060】また、有機樹脂がUV硬化型樹脂であるこ
とで、半硬化の状態で樹脂を削ることが可能となり、銅
と樹脂を均一に削ることが可能となる。Further, since the organic resin is a UV-curable resin, the resin can be shaved in a semi-cured state, and copper and the resin can be uniformly shaved.
【0061】また、樹脂が導電性樹脂であることで、ス
ルーホール径を小さくすることができることで、高密度
配線の回路基板が使った半導体パッケージを提供でき
る。Further, since the resin is a conductive resin, the diameter of the through hole can be reduced, so that a semiconductor package using a high-density circuit board can be provided.
【0062】また、導電性樹脂が銀ペーストであること
で、容易にスルーホール内に充填することが可能とな
る。Further, since the conductive resin is a silver paste, it is possible to easily fill the through holes.
【0063】また、導電性樹脂が銅ペーストであること
で、容易にスルーホール内に充填することが可能とな
る。Further, since the conductive resin is a copper paste, it is possible to easily fill the through holes.
【0064】また、銅パターンの厚みを穴に付着した銅
の厚みとほぼ同じにすることで、信頼性があり、高密度
配線の回路基板を使った半導体パッケージを提供でき
る。Further, by making the thickness of the copper pattern substantially equal to the thickness of the copper adhering to the holes, it is possible to provide a semiconductor package using a circuit board having high reliability and high density wiring.
【0065】また、スルーホールにメッキされた銅で銅
パターンを覆うことで、メッキされた銅と銅パターンの
界面が露出しないことで、信頼性がある回路基板を使っ
た半導体パッケージを提供できる。Further, by covering the copper pattern with copper plated on the through holes, the interface between the plated copper and the copper pattern is not exposed, so that a semiconductor package using a reliable circuit board can be provided.
【0066】また、銅パターンが金属で覆われているこ
とで、信頼性のあるパターンを作ることが可能となる。Further, since the copper pattern is covered with the metal, a reliable pattern can be formed.
【0067】また、覆う金属にニッケルを使うことで、
IC実装の下地金属と同じとなり、安価に作ることが可
能となる。Also, by using nickel for the covering metal,
It is the same as the base metal for IC mounting, and can be manufactured at low cost.
【0068】また、ビルドアップ基板のコア基板に概回
路基板を使うことで、安価なパッケージ用基板となり、
安価な半導体パッケージを提供できる。Also, by using the general circuit board as the core board of the build-up board, it becomes an inexpensive package board,
An inexpensive semiconductor package can be provided.
【図1】本発明に係わる半導体パッケージ用回路基板の
製造方法を示す基板の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a substrate showing a method for manufacturing a circuit board for a semiconductor package according to the present invention.
【図2】本発明に係わる半導体パッケージ用回路基板の
スルーホール部の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a through-hole portion of the circuit board for a semiconductor package according to the present invention.
【図3】本発明に係わる他の半導体パッケージ用回路基
板を示す基板の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a circuit board showing another circuit board for a semiconductor package according to the present invention.
【図4】本発明に係わる半導体パッケージの製造方法を
示す半導体パッケージの説明図である。FIG. 4 is an explanatory view of a semiconductor package showing a method of manufacturing a semiconductor package according to the present invention.
【図5】従来の半導体パッケージ用回路基板の製造方法
を示す基板の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a substrate showing a conventional method for manufacturing a circuit board for a semiconductor package.
【図6】他の従来の半導体パッケージ用回路基板の製造
方法を示す基板の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a substrate showing a method of manufacturing another conventional circuit board for a semiconductor package.
【図7】他の従来の半導体パッケージ用回路基板の穴部
の断面を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory view showing a cross section of a hole portion of another conventional circuit board for a semiconductor package.
1 基板 2 基材 3 銅箔 4 スルーホール 5 銅 6 UV硬化型樹脂 7 銅パターン 8 Ni+Au 9 ソルダーレジスト 10 フレーム 11 熱硬化樹脂 12 凸部 13 凹部 14 無電解銅 15 電気銅 16 ショルダー部 17 コア基板 18 ビルドアップ部 19 内層パターン 20 ビアホール 21 層間絶縁膜 22 ビルドアップパターン 23 ダイボンド材 24 IC 25 ワイヤー 26 封止樹脂 27 半田ボール 28 半導体パッケージ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Base material 3 Copper foil 4 Through hole 5 Copper 6 UV curing resin 7 Copper pattern 8 Ni + Au 9 Solder resist 10 Frame 11 Thermosetting resin 12 Convex part 13 Concave part 14 Electroless copper 15 Electric copper 16 Shoulder part 17 Core substrate Reference Signs List 18 Build-up part 19 Inner layer pattern 20 Via hole 21 Interlayer insulating film 22 Build-up pattern 23 Die bond material 24 IC 25 Wire 26 Sealing resin 27 Solder ball 28 Semiconductor package
Claims (13)
電気接続する回路基板上にICチップを実装する半導体
パッケージにおいて、前記スルーホールは、樹脂により
充填されているとともに、前記スルーホールから露出し
た前記樹脂の表面は、前記回路基板に形成された銅パタ
ーン面とほぼ同じであることを特徴とした半導体パッケ
ージ。1. A semiconductor package in which an IC chip is mounted on a circuit board for electrically connecting a surface opposite to one surface by a through hole, wherein the through hole is filled with a resin, and A semiconductor package, wherein an exposed surface of the resin is substantially the same as a copper pattern surface formed on the circuit board.
ほぼ隙間のないことを特徴とする請求項1に記載の半導
体パッケージ。2. The side surface of the through hole and the resin,
The semiconductor package according to claim 1, wherein there is substantially no gap.
軸方向の線膨張係数とほぼ同じこと特徴とする請求項1
また2に記載の半導体パッケージ。3. The resin according to claim 1, wherein the coefficient of linear expansion is
2. The method according to claim 1, wherein the coefficient of linear expansion is substantially the same as the coefficient of linear expansion in the axial direction.
3. The semiconductor package according to 2.
とする請求項1から3に記載の半導体パッケージ。4. The semiconductor package according to claim 1, wherein the resin is an organic resin.
ことを特徴とする請求項4に記載の半導体パッケージ。5. The semiconductor package according to claim 4, wherein the organic resin is a UV-curable resin.
徴とする請求項1から3に記載の半導体パッケージ。6. The semiconductor package according to claim 1, wherein the resin is a conductive resin.
ることを特徴とする請求項6に記載の半導体パッケー
ジ。7. The semiconductor package according to claim 6, wherein the conductive resin is a silver paste resin.
ることを特徴とする請求項6に記載の半導体パッケー
ジ。8. The semiconductor package according to claim 6, wherein the conductive resin is a copper paste resin.
ールに付着した銅の厚みとほぼ同じであることを特徴と
する請求項1から8に記載の半導体パッケージ。9. The semiconductor package according to claim 1, wherein the thickness of the copper pattern is substantially the same as the thickness of copper attached to the through hole.
に付着した銅により覆われていることを特徴とする請求
項9に記載の半導体パッケージ。10. The semiconductor package according to claim 9, wherein the copper pattern is covered with copper attached to the through hole.
れていることを特徴とする請求項1から10に記載の半
導体パッケージ。11. The semiconductor package according to claim 1, wherein a surface of the copper pattern is covered with a metal.
徴とする請求項10に記載の半導体パッケージ。12. The semiconductor package according to claim 10, wherein said metal is nickel.
コア基板であることを特徴とする請求項1から10に記
載の半導体パッケージ。13. The semiconductor package according to claim 1, wherein the circuit board is a core board of a build-up board.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11116914A JP2000277652A (en) | 1999-03-23 | 1999-03-23 | Semiconductor package |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11116914A JP2000277652A (en) | 1999-03-23 | 1999-03-23 | Semiconductor package |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000277652A true JP2000277652A (en) | 2000-10-06 |
Family
ID=14698793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11116914A Pending JP2000277652A (en) | 1999-03-23 | 1999-03-23 | Semiconductor package |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000277652A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005159354A (en) * | 2003-11-25 | 2005-06-16 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | High performance chip carrier substrate |
| JP2023165124A (en) * | 2022-05-02 | 2023-11-15 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | semiconductor equipment |
-
1999
- 1999-03-23 JP JP11116914A patent/JP2000277652A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005159354A (en) * | 2003-11-25 | 2005-06-16 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | High performance chip carrier substrate |
| US7863526B2 (en) | 2003-11-25 | 2011-01-04 | International Business Machines Corporation | High performance chip carrier substrate |
| US7886435B2 (en) | 2003-11-25 | 2011-02-15 | International Business Machines Corporation | High performance chip carrier substrate |
| JP2023165124A (en) * | 2022-05-02 | 2023-11-15 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | semiconductor equipment |
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